用于堆叠管芯封装的无线电-和电磁干扰穿透硅通孔及制造方法技术

装置包括有将RF管芯中的区从无线电-电磁干扰屏蔽的屏蔽穿透硅通孔和管芯背面网格盖子的射频管芯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于堆叠管芯封装的无线电-和电磁干扰穿透硅通孔及制造方法
公开的各实施例涉及封装射频集成电路和形成封装射频集成电路的方法。附图说明为了理解获得各实施例的方式，以上简要描述的各种实施例的更具体的描述将通过参考各附图来呈现。这些附图描绘了不必按比例绘制且不应被考虑为限制范围的各实施例。一些实施例将通过使用附图用附加特征和细节来描述和解释，在附图中：图1a是根据示例实施例包括穿透硅通孔屏蔽区的微电子装置的截面正视图；图1b是根据示例实施例包括进一步处理之后的图1a中所描绘的微电子装置的芯片封装的截面正视图；图1c是根据示例实施例包括有穿透硅通孔数字处理器和进一步处理之后的图1a中所描绘的微电子装置的芯片封装的截面正视图；图2是根据示例实施例的图1a中所描绘的RF管芯的部分分解的立体线框剖示正视图；图3是根据示例实施例的无线电-和电磁干扰屏蔽结构的分解的具体立体剖示图；图4是根据示例实施例的无线电-和电磁干扰屏蔽结构的一部分的俯视图；图5是根据示例实施例的图1b中所描绘的芯片封装的各部分的分解的剖示正视立体图；图6是根据示例实施例的过程和方法流程图；图7是根据示例实施例的计算机系统的示意图。具体实施方式公开了其中用管芯中的屏蔽TSV来配置穿透硅通孔射频集成电路（TSVRFIC）管芯的过程，管芯中的屏蔽TSV形成用于保护敏感电路的屏蔽区。现在将参考附图，其中可能对相似的结构提供相似的后缀标记。为了更清楚地示出各种实施例的结构，此处包括的附图是集成电路结构的图形表示。因此，虽然仍然包括所示各实施例所要求保护的结构，但制成的集成电路结构的实际外观例如在显微照片中可能看上去不同。而且，附图可能只示出对理解所示各实施例有用的结构。可能没有包括本领域内已知的附加结构以保持附图的清楚。图1a是根据示例实施例包括穿透硅通孔屏蔽区的微电子装置100的截面剖示正视图。射频（RF)管芯110包括有源表面112和与有源表面112共平面的背面表面114。RF管芯110也可以称为RFIC管芯110，但RF管芯110可能有包含在RF管芯110内的若干不同的RFIC和其它集成电路。RF管芯110由可以是掺杂硅材料的块体半导体材料116所制成。在实施例中，块体半导体材料116由掺杂砷化镓材料所制成。在实施例中，块体半导体材料116被配置为PMOS设备。在实施例中，块体半导体材料116被配置为NMOS设备。可以选择其它材料和配置用于块体半导体材料116。电路层118包括在块体半导体材料116的有源表面112中，并经过前端处理以实现包括电路层118中的有源和无源设备的集成电路。电路层118放置得邻近于——并包括RF管芯110的有源表面112。后端处理的金属化层120（后端金属化层120）放置得邻近并在有源表面112以上。后端金属化层120可能有若干金属化层，诸如从金属-1（M1）直到M2到M12或更高中的任何层，取决于若干公开的实施例的有用应用。在实施例中，背面表面114是用背面金属膜122覆盖的毯覆层。对RF管芯110的第一区124进行分区。在实施例中，第一区124包括电路层118中的电路诸如全球定位系统（GPS）电路。在任何情况下，放置在第一区124中的电路可以称为RFICGPS区124。第一区124会受邻近的无线电-和电磁干扰（RMI）（诸如交换噪声和可能在RF管芯110中的或来自邻近设备的别处生成的其它噪声）所影响。因此，第一区124配置有至少一个包括围合结构和盖子的无线电-和电磁干扰屏蔽结构。在实施例中，多个屏蔽穿透硅通孔（屏蔽TSV）126形成围绕第一区124中的GPS电路边界的三维（3D）无线电-和电磁干扰第一屏蔽。可以看到3D结构126取X-和Z-方向，但当如图2中所示被描绘为包括X-Y视图时它也形成闭合的边界。屏蔽TSV126形成围合结构。在实施例中，第一区124也由背面屏蔽128进行背面屏蔽。可以将背面屏蔽图案化以便为第一区124提供有用的无线电-和电磁噪声屏蔽。在实施例中，背面屏蔽128匹配由屏蔽TSV126形成的边界。该匹配结果意味着屏蔽TSV126的X-Y边界就覆盖面积而言基本等于背面屏蔽的X-Y覆盖面积。背面屏蔽128是形成盖子的网格结构。为了说明性目的，将盖子128从围合结构126中提升，但它如虚线有方向箭头所指示地对齐。图2中进一步示出了背面屏蔽128。尽管背面屏蔽128被示为仅覆盖屏蔽TSV126的边界，它也可以在管芯背面114上超过RF管芯110的长度和深度。无论是信号、功率还是接地的电气通信可以通过至少一个放置在第一区124中的至少一个第一TSV130执行。对比用作屏蔽TSV的TSV，用作信号、功率或接地连接的TSV此处可以称为“信号TSV”。可以理解，被配置为信号和功率/接地功能之一的若干第一TSV130可以位于第一区124中，且因此它们不是由屏蔽TSV126组成的围合结构的一部分。第一TSV130在X-Y方向中协作以通过背面屏蔽128的网格中的间隔（Z方向）。在图1a中，背面屏蔽128从第一TSV130偏离以便第一TSV130可以通过背面屏蔽网格中的空隙。现在可以理解，屏蔽区可以包括单个电路或者多个电路，所述多个电路是诸如GPS电路之类的整个设备的子集。在实施例中，形成诸如微电子装置100之类的微电子装置的设计规则偏爱对给定设备（诸如第一区124中的GPS）沿整个电路的子集形成屏蔽区。因此，可以存在保护第一区124中的GPS的整个电路的子集的第一屏蔽区。在实施例中，存在保护第一区中的GPS的整个电路的全部或子集的第一屏蔽区，保护第二区134中的第N个G设备的整个电路的子集的第二屏蔽区。类似地，后续区138中可以存在后续屏蔽区，电路的全部或子集由后续屏蔽区保护。在实施例中，第一区124中的电子屏蔽通过屏蔽穿透金属化层通孔（TMV）扩展到后端金属化层120中，两个TMV用附图标记132指示。如所示，组成TSV围合结构的围合结构具有与屏蔽TMV形成的边界相同的边界。可以看到，围合结构126的扩展通过TMV132形成，使得该围合结构（在Z方向）比仅块体半导体材料116（Z方向）的深度深。可以理解，虽然屏蔽TSV126形成垂直（Z方向）定向的结构，但TMV132可以包括X-Y方向中的迹线组合和Z方向中的互连通孔。在实施例中，屏蔽TMV132将围合结构126在Z方向中的深度扩展从大约1.01到大约1.50的因子。在金属化层120有诸如M1到Mnth的多层（其中n从2到12或更大）的实施例中，屏蔽TMV132扩展到小于n的级别。这允许金属化层接线退出围合结构126的覆盖面积并横向地（X和Y向）移动到耦合到RF管芯110上的其它区的其它后端金属化层。对示例实施例，屏蔽TMV132在M12后端金属化层120中仅扩展到M4。在实施例中，RF管芯110在第二区134中分区，且第二区134也有RF能力。在第一区124包含用于GPS能力的电路的实施例中，第二区130包括不同的RF能力。例如，在第一区124包含GPS能力的情况下，第二区130可以有智能电话RF能力，诸如2G、3G、4G或更新的非等价“NthG”发展。在实施例中，第一区124有GPS电路且第二区130有4G电路。无论是信号、功率或接地的电气通信可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，所述装置包括：射频（RF）第一管芯，包括若干穿透硅通孔（TSV）：有源表面和背面表面；所述RF第一管芯中的多个区；至少一个TSV，所述至少一个TSV传输信号、功率和接地之一（信号TSV）；以及至少一个TSV屏蔽区，位于所述多个区之中，其中所述TSV屏蔽区包括：间隔开的屏蔽TSV的屏蔽TSV围合结构，其沿所述TSV屏蔽区的至少一部分周围形成边界；以及网格盖子，放置在所述管芯背面上并匹配所述边界网格。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.05 US 13/101,8741.一种装置，所述装置包括：射频(RF)第一管芯，包括若干穿透硅通孔(TSV)：有源表面和背面表面；所述RF第一管芯中的多个区；至少一个TSV，所述至少一个TSV传输信号、功率和接地之一(信号TSV)；以及至少一个TSV屏蔽区，位于所述多个区之中，其中所述TSV屏蔽区包括：间隔开的屏蔽TSV的屏蔽TSV围合结构，其沿所述TSV屏蔽区的至少一部分周围形成边界；网格盖子，放置在所述管芯背面上并匹配所述边界网格；第一多个屏蔽TSV；以及与所述第一多个屏蔽TSV同心的后续多个屏蔽TSV，所述后续多个屏蔽TSV交错以填充所述第一多个屏蔽TSV之间的间隙。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述RF管芯有源表面耦合到后端金属化层，且所述后端金属化层包括匹配所述屏蔽TSV边界的穿透金属化层通孔(TMV)围合结构。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述围合结构和所述盖子分别具有妨碍无线电-和电磁干扰的间隔和宽度。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括数字处理器(DP)后续管芯，所述数字处理器(DP)后续管芯通过放置在所述RF第一管芯中的所述至少一个信号TSV耦合到所述RF第一管芯。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：数字处理器(DP)后续管芯，所述数字处理器(DP)后续管芯通过放置在所述RF第一管芯中的所述至少一个信号TSV耦合到所述RF第一管芯；其中所述DP后续管芯包括接地环，所述接地环放置在所述DP后续管芯的后端金属化层中并沿所述DP后续管芯中的区形成边界；以及凸起环，所述凸起环放置在所述DP管芯和所述RF管芯背面之间，其中所述凸起环与所述接地环共享同一边界。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括安装衬底，所述安装衬底在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯。7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括相控阵列天线，所述相控阵列天线通过至少一个信号TSV耦合到所述RF管芯。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：数字处理器(DP)后续管芯，所述数字处理器(DP)后续管芯通过放置在所述RF第一管芯中的所述至少一个信号TSV耦合到所述RF第一管芯；以及安装衬底，所述安装衬底在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯。9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：数字处理器(DP)后续管芯，所述数字处理器(DP)后续管芯通过放置在所述RF第一管芯中的所述至少一个信号TSV耦合到所述RF第一管芯；安装衬底，所述安装衬底在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯；以及相控阵列天线，所述相控阵列天线通过至少一个信号TSV耦合到所述RF管芯。10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：其中所述RF管芯有源表面耦合到后端金属化层，且其中所述后端金属化层包括匹配所述屏蔽TSV边界的穿透金属化层通孔(TMV)围合结构；数字处理器(DP)后续管芯，所述数字处理器(DP)后续管芯通过放置在所述RF第一管芯中的所述至少一个信号TSV耦合到所述RF第一管芯，其中所述DP后续管芯包括接地环，所述接地环放置在所述DP后续管芯的后端金属化层中并沿所述DP后续管芯中的区形成边界；凸起环，所述凸起环放置在所述DP管芯和所述RF管芯背面之间，其中所述凸起环与所述接地环共享同一边界；以及安装衬底，所述安装衬底在所述RF管芯的有源表面处配合到所述RF管芯。11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个屏蔽区包含所述第一管芯的第一区中的全球定位系统(GPS)电路，所述装置还包括：所述第一管芯的第二区中的2G、3G或4G电路之一；所述第一管芯的后续区中的WiFi电路；放置在所述第一区中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·喀姆盖恩，V·R·拉奥，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：
国别省市：